(57)【要約】【課題】アクチュエータ以外による吐出制御が可能なインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】本発明のインクジェット記録装置は、吐出口２５からインクを吐出するための電気熱変換体２９が設けられた記録素子基板２７を有する記録ヘッド４０により、インクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置において、記録ヘッド４０内に負圧を発生させるサブタンク２０３と、負圧発生手段により発生させる負圧の大きさを制御する制御部７０１と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出口からインクを吐出するためのアクチュエータが設けられた記録素子基板を有する記録ヘッドにより、インクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッド内に負圧を発生させる負圧発生手段と、
前記負圧発生手段により発生させる負圧の大きさを制御する制御手段と、を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記記録ヘッドからのインクの吐出量が増加したときは前記負圧発生手段により発生させる負圧を高くし、前記記録ヘッドからのインクの吐出量が減少したときは前記負圧発生手段により発生させる負圧を低くするように前記負圧発生手段を制御する、請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記記録素子基板の温度を測定する温度センサを有し、前記制御手段は、前記温度センサの測定結果に基づき、前記負圧発生手段を制御する、請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記温度センサの測定結果から、前記記録素子基板の温度が上昇したと判断したときは、前記負圧発生手段により発生させる負圧を高くし、前記記録素子基板の温度が低下したと判断したときは、前記負圧発生手段により発生させる負圧を低くする、請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記制御手段は、画像濃度データに基づき、前記負圧発生手段を制御する、請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記負圧発生手段は、内部に貯留したインクを前記記録ヘッドにインクを供給するインク貯留部を有する、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記記録ヘッドに対する、前記インク貯留部内のインクの液面高さを調整する、請求項６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記インク貯留部の、前記記録ヘッドに対する位置高さを調整する高さ調整手段を有し、前記制御手段は、前記高さ調整手段を制御することで前記インク貯留部内のインクの液面高さを調整する、請求項７に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記インク貯留部内のインク量を増減させることで前記記録ヘッドに対する前記インク貯留部内のインクの液面高さを調整する、請求項７に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記インク貯留部内の圧力を調整する、請求項６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
前記インク貯留部に設けられた内部にインクを貯留する可撓性の袋を膨張、または収縮させる手段を有する、請求項１０に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】
前記アクチュエータは電気熱変換体である、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】
前記アクチュエータは圧電素子である、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置に関し、特に吐出量の制御がなされるインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット記録装置の記録方式として、圧電素子を用いた方式や熱エネルギーを利用した方式が提案されている。圧電素子を用いた方式は、圧電素子の機械的な変形により液流路の容積を変化させることで液流路内に圧力変化を発生させて吐出口より液滴を吐出させて記録する方式である。熱エネルギーを利用する方式は、液流路内に配設した電気熱変換体を急激に発熱させることによって瞬時的に気泡を生ぜしめ、その気泡の発生によって生ずる吐出力により吐出口より液滴を吐出させて記録する方式である。
【０００３】
その中でも熱エネルギーを利用してインク滴を吐出させる方式のインクジェット記録方式のヘッドは、吐出口を高密度に配列することができるため、高解像度の記録が可能である。圧電素子をエネルギー発生素子として用いた記録ヘッドは、粘度の高いインクを吐出することやヘッド寿命の点が優れている。また、電気熱変換素子をエネルギー発生素子として用いた記録ヘッドは、小型化も容易である、かつ最近の半導体分野における技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術の長所を十二分に活用できる。このため、電気熱変換素子を用いた記録ヘッドは、高密度実装化が容易で製造コストも安価な点で有利である。
【０００４】
次に、従来のシリアルプリンタもしくはフルラインプリンタのインク供給構成ならび供給シーケンスの一例について図１３を用いて説明する。
【０００５】
図１３（ａ）に示すように従来の構成のインク供給系においては、サブタンク２２０３及びメインタンク２２０５を有し、これらサブタンク２２０３とメインタンク２２０５がそれぞれチューブを介して接続されている。サブタンク２２０３は、記録ヘッド２０４０ならび記録ヘッド２０４０にインクを供給し、ヘッドの負圧を一定にするためのインクタンクである。また、メインタンク２２０５は、サブタンク２２０３にインクを供給するためのインクタンクである。サブタンク２２０３はメインタンク２２０５よりもその液面高さが低くなっており、弁２３０１を開放するだけでメインタンク２２０５からサブタンク２２０３へとインクが流れるようになっている。
【０００６】
このような構成のインク供給系におけるインク供給の時系列的な流れを図１３（ｂ）に沿って説明する。
【０００７】
まずサブタンク２２０３内にインクを強制充填するため、電源ＯＦＦ時は閉じている弁２３０１が開き、ポンプ２５０１が図１３（ａ）の矢印方向に駆動される。サブタンク２２０３には４段階の高さに電極２４０１〜２４０４が設けられていることで、サブタンク２２０３内のインク液面高さを検知することができる。このような構成を有することで、サブタンク強制充填時において、液面高さを制御することができる。
【０００８】
続いて、サブタンク２２０３から記録ヘッド２０４０へのインク初期充填について説明する。まず、サブタンク２２０３とメインタンク２２０５をつなぐチューブの間に配置されている弁２３０１ならびサブタンク２２０３の内部を大気と連通させている弁２３０４を閉じる。一方、電源ＯＦＦ時には閉じている弁２３０２、２３０３を開放する。その後、ポンプ２５０１を図１３（ａ）の矢印の方向（正転）に駆動することで、サブタンク１２０３内のインクが記録ヘッド２０４０に供給される。このようにポンプ２５０１を正転させることで基本的に記録ヘッド２０４０の内部にインクが充填される。
【０００９】
記録ヘッド２０４０の内部にインクが充填された後は、記録動作が行われる。記録動作の際は、弁２３０２、弁２３０３を開放し、サブタンク２２０３よりインクがリフィルされるようにする。さらに弁２３０４を開放することでサブタンク２２０３内を大気と同じ圧力に設定する。基本的に弁２３０１は閉じているが、連続記録を行い、サブタンク２２０３内部のインク量が減少したときにおいては、弁２３０１を開放して、メインタンク２２０５よりサブタンク２２０３内にインクが充填されるようにする。
【特許文献１】特開平１１−３４８３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
アクチュエータとして電気熱変換体を用いたインクジェット記録装置は、電気熱変換体の発熱に伴ってインクの沸騰を発生させてインクの吐出を行う。そのため、吐出を続けていくと電気熱変換体の発熱により記録素子基板が高温状態になる。また、高速記録を達成するために休止することなく連続的に記録動作を行う必要がある。そうすると、記録素子基板はさらに高温状態となってしまう。
【００１１】
一般に記録素子基板において温度分布が発生すると、各々のノズルから吐出されるインク滴の吐出量は温度に比例して増加する。その変動量は近年の記録ヘッドでは、インクの温度が１℃上昇するにつれて、吐出量は約１〜数％程度変動する傾向がある。そのため、例えばインク温度が１℃上昇したときの吐出量変動が１％とすると、連続記録により記録素子基板の温度が例えば３０℃温度差が発生すると、吐出量は３０％変化することとなる。このため、連続記録によって記録素子基板の温度が上昇しても吐出量の変動を少なくすることができる技術が必要となってきている。
【００１２】
また、記録素子基板に配置されているアクチュエータが圧電素子であるときは、振動板の変位を積極的に制御することで、吐出量を変動させることができる。さらなる吐出量制御を行うためには、装置構成から見直す必要があるが、そうすると、装置のコストが上がってしまう。
【００１３】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、アクチュエータ以外による吐出制御が可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明のインクジェット記録装置は、吐出口からインクを吐出するためのアクチュエータが設けられた記録素子基板を有する記録ヘッドにより、インクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置において、記録ヘッド内に負圧を発生させる負圧発生手段と、負圧発生手段により発生させる負圧の大きさを制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、インクジェット記録装置において、アクチュエータ以外による吐出制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
［インク供給系の構成］
図１に本実施形態のインクジェット記録装置のインク供給系の構成図及びインク供給シーケンス図を示す。
【００１７】
まず、本実施形態のインクジェット記録装置のインク供給系の構成について図１（ａ）を用いて説明する。
【００１８】
インクジェット記録装置のインク供給系は、記録ヘッド４０と、サブタンク２０３と、メインタンク２０５と、弁３０１〜３０４と、ポンプ５０１、５０２と、廃インクタンク２０６と、キャップ６０１と、制御部７０１と、高さ調節ステージ７０２と、を有する。
【００１９】
インク貯留部であるサブタンク２０３は、記録ヘッド４０にインクを供給し、ヘッドの負圧を制御するためのタンクであり、サブタンク２０３の高さを調整する高さ調節ステージ７０２上に載置されている。また、サブタンク２０３は後述するように負圧発生手段として機能する。また、高さ調節ステージ７０２は、記録ヘッド４０に対するサブタンク２０３の位置高さを調整するものである。
【００２０】
メインタンク２０５はサブタンク２０３にインクを供給するためのインクを貯留している。記録ヘッド４０、サブタンク２０３及びメインタンク２０５はそれぞれチューブで接続されている。記録ヘッド４０とサブタンク２０３とを接続するチューブには弁３０２が配置されている。サブタンク２０３とメインタンク２０５とを接続するチューブには弁３０１及びポンプ５０１が配置されている。弁３０１とポンプ５０１とを接続するチューブには、記録ヘッド４０からのチューブが接続されており、この記録ヘッド４０からのチューブには弁３０３が配置されている。サブタンク２０３の内部を大気と連通させている連通部には弁３０４が配置されている。記録ヘッド４０をキャッピングするキャップ６０１に接続されたチューブには、ポンプ５０２が配置されており、このポンプ５０２により、廃インクが廃インクタンク２０６へと排出される。
【００２１】
また、サブタンク２０３には４段階の高さに電極４０１〜４０４が設けられており、電極４０１〜４０４によってサブタンク２０３内のインク液面高さが検知される。サブタンク２０３はメインタンク２０５よりもその液面高さが低くなっており、弁３０１を開放するだけでインクが流れるようになっている。
【００２２】
記録ヘッド４０を搭載する後述の記録素子基板２７にはその温度を測定するための不図示の温度センサが設けられている。
【００２３】
制御手段である制御部７０１は、記録素子基板２７の温度をモニタリングし、予め校正しておいたチップ温度−負圧制御直線に基づいて、連続記録時に高さ調節ステージ７０２の高さを調整する。また、制御部７０１は、弁３０１〜３０４の開閉、及びポンプ５０１、５０２の駆動制御も行う。
［インク供給系の負圧制御］
次に、本実施形態のインク供給系における負圧制御について図１（ａ）及び図１（ｂ）を用いて説明する。
【００２４】
まず、図２に、アクチュエータが発熱素子であり吐出量が２ｐｌの記録ヘッド４０を用いて、１００％ベタで２００枚連続記録したときの記録素子基板２７の温度の一例を示す。記録媒体に対してベタ画像の連続的な記録を行うと、図２に示すように記録初期と連続記録時（例えば２００枚連続記録）において記録ヘッド４０のチップ温度に差が生じる。図２では記録開始時と２００枚連続記録時で約３０℃の温度差が生じている。インクの温度が１℃上昇したときの吐出量変動が約１％の増加であると仮定して、このまま記録を継続すると、記録開始時と２００枚連続記録時で約３０％の吐出量の差が発生する。よって、記録開始時と２００枚連続記録時で３０℃の温度差が発生すると、２×１．３＝２．６ｐｌとなり、記録開始時に対する２００枚連続記録時の吐出量が大幅に増加しまうこととなる。
【００２５】
一方、記録ヘッドにかかる負圧を変化させると、図３に示すように高記録デューティ時において、負圧の増加、すなわち、負圧が高くなるに伴い、画像濃度の低下が見られる。このことは、高記録デューティでは負圧が高くなることで吐出量が減少することを示している。すなわち、記録ヘッド４０内の負圧を高めるため、この記録ヘッド４０に連通するサブタンク２０３内の負圧を高くすることで吐出量を全体的に少なくすることができる。
【００２６】
本実施形態では、この物理現象を用いて、記録素子基板２７に配置されたアクチュエータが発熱素子であるときのヘッド昇温時の吐出量制御を行う。図４のように、連続記録を行うことで、チップ温度が上昇するに従い、吐出量も増加していく（図４中、「一定負圧時」で示す線）が、これに同期させてサブタンク２０３の負圧も高くしていく（図４中、破線）。このような制御を行うことで、連続記録時の吐出量の増加を抑制できる（図４中、「アクティブ負圧制御時」で示す線）。
【００２７】
以下、本実施形態の負圧制御についてより詳細に説明する。
【００２８】
まず、サブタンク２０３内にインクを強制充填するため、電源ＯＦＦ時は閉じている弁３０１が開き、ポンプ５０１が図１（ａ）の矢印方向に駆動される。
【００２９】
続いて、サブタンク２０３から記録ヘッド４０へのインク初期充填について説明する。
【００３０】
まず、弁３０１、３０４を閉じる。そして、電源ＯＦＦ時は閉じている弁３０２、３０３を開放する。その後に、ポンプ５０１を図１の矢印の方向（正転）に駆動することで、サブタンク２０３内のインクが記録ヘッド４０に供給される。このようにポンプ５０１を正転することで基本的に記録ヘッド４０内部にインクが充填される。
【００３１】
記録ヘッド内部にインクが充填された後、記録動作を行う。記録動作の際も、弁３０２、弁３０３を開放し、サブタンク２０３よりインクがリフィルされるようにし、さらに弁３０４を開放することでサブタンク２０３内を大気と同じ圧力に設定する。記録中は基本的に弁３０１は閉じているが、連続記録を行い、サブタンク内部のインク量が減少したときにおいては、弁３０１を開放して、メインタンク２０５よりサブタンク２０３内にインクが充填されるようにする（図１（ｂ）中、記録１の状態）。
【００３２】
続いて、本実施形態におけるアクティブ負圧制御方法について説明する。
【００３３】
連続記録により記録素子基板２７の温度が高くなっていくときには、記録素子基板２７の温度が初期記録時のときと比較してインク吐出量が増加する。そのため、均一の画像濃度で連続記録を行うためには、吐出量制御を行う必要がある。
【００３４】
そこで、制御部７０１が温度センサの測定結果に基づき記録素子基板２７の温度が上昇したとが判断したときは、以下の制御を行う。制御部７０１は、高さ調節ステージ７０２を駆動してサブタンク２０３の高さを記録ヘッド４０に対して低くしていき、記録ヘッド４０にかかる負圧を高くする。すなわち、記録ヘッド４０内のインク液面高さに対してサブタンク２０３内の液面高さをより低くして水頭差を大きくする。これにより、記録素子基板２７温度上昇に伴う吐出量増加を抑制することができる。
【００３５】
一方、制御部７０１が温度センサの測定結果に基づき記録素子基板２７の温度が低下したと判断したときには以下の制御を行う。制御部７０１は、高さ調節ステージ７０２を駆動してサブタンク２０３の高さを記録ヘッド４０に対して高くしていくことで、記録ヘッド４０にかかる負圧を低くして吐出量を制御する。
【００３６】
このとき、サブタンク２０３内の液面高さを保つために、弁３０１を必要に応じて開閉し、サブタンク２０３内でのインク高さを保つようにする（図１（ｂ）中、記録２の状態）。すなわち、サブタンク２０３の内部では一定量のインクが常に充填されているが、調節ステージ７０２の高さを制御することでアクティブ負圧制御が達成できる。また、サブタンク２０３内の圧力は、大気圧に保持されている。
【００３７】
以上のようにして、連続記録時における記録素子基板２７の昇温に伴う吐出量の増加を防止することができる。
［記録ヘッドの構成］
次に、記録ヘッド４０に設けられた電気熱変換体を有する記録素子基板２７の一構成例について説明する。記録素子基板２７の破断構造を図５に示し、そのＡ−Ａ´断面構造を図６にそれぞれ示す。本実施形態における記録素子基板２７は、厚さが０．５ｍｍ〜１ｍｍのシリコン基板の上に成膜技術を用いて吐出エネルギー発生部、共通インク室３１、インク流路３３、吐出口２５などを形成したものである。すなわち、記録素子基板２７には、これを貫通する長孔状のインク供給口２８が形成されている。
【００３８】
このインク供給口２８の両側には、記録媒体の搬送方向、つまりインク供給口２８の長手方向に沿って所定間隔で２列に並ぶ複数の電気熱変換体２９が相互に半ピッチずらした状態で形成されており、それぞれ吐出エネルギー発生部を構成している。記録素子基板２７には、これら電気熱変換体２９の他、電気熱変換体２９と記録装置本体側との電気的接続を行うための電極端子３０およびアルミニウムなどで形成される不図示の電気配線などが成膜技術によって形成されている。
【００３９】
記録素子基板２７に形成された電極端子３０に対して連結される不図示の電気配線基板は、記録素子基板２７にインクを吐出するための電気信号を印加するためのものである。この電気配線基板は、記録素子基板２７に対応する電気配線と、この電気配線端部に位置し、記録装置本体からの電気信号を受け取るためのコンタクト部とを有する。この電気配線基板を介して不図示の駆動ＩＣから電気熱変換体２９に対する駆動信号が与えられ、同時に駆動電力がこの電気熱変換体２９に供給される。
【００４０】
記録素子基板２７上には、インク供給口２８に連通する共通インク室３１を介して電気熱変換体２９とそれぞれ正対する複数の吐出口２５を有する上板部材３２が形成されている。すなわち、この上板部材３２と記録素子基板２７との間には、個々の吐出口２５と共通インク室３１とに連通するインク流路３３が形成され、隣接するインク流路３３の間には仕切り壁３４が形成されている。これら共通インク室３１、インク流路３３および仕切り壁３４などは、吐出口２５と同様にフォトリソグラフィ技術により上板部材３２と共に形成される。
【００４１】
インク供給口２８から各インク流路３３内に供給される液体は、対応するインク流路３３に臨む電気熱変換体２９に駆動信号が与えられることにより、電気熱変換体２９の発熱に伴って沸騰し、これにより発生する気泡の圧力によって吐出口２５から吐出される。
【００４２】
本発明は、上述した電気熱変換体の他、記録素子基板に圧電素子を用いることもできる。このようなアクチュエータが圧電素子であるときの記録素子基板について説明する。
【００４３】
図７に示すように、圧電素子を用いた記録素子基板は、上面に共通電極１０３２が設けられた基板１０１２の上に、下面に個別電極１０３３が設けられた振動板１０１４が配置されている。さらに、振動板１０１４の上に、共通インク室１０３４、インク流路１０１６および吐出口１０１７を構成する天板１０１３が配置された構成となっている。共通電極１０３２と個別電極１０３３の間には適宜なギャップを有し、このギャップには強誘電性液晶１０３１が満たされている。個別電極１０３３と共通電極１０３２との間にパルス状の電圧の印加をすることにより、静電力により振動板１０１４が振動し、これによってインク流路１０１６の容積が変化し、吐出口１０１７からインクが吐出される。
［記録装置の構成例］
本発明の記録装置は、シリアルタイプ方式及びフルラインタイプ方式のいずれも適用可能である。シリアルタイプ方式とは、記録ヘッドが搭載されたキャリッジが往復動作を行うことで記録媒体に画像が形成される方式である。一方、フルラインタイプ方式とは、記録媒体の幅と同等あるいはそれ以上の幅を有する長尺インクジェットヘッドがプリンタ筐体に固定されており、この長尺インクジェットヘッドからインクを吐出することで記録媒体に画像が形成される方式である。
【００４４】
まずシリアルタイプの構成について説明する。本実施形態におけるシリアルインクジェット記録装置の機構部分の外観を図８に示す。シリアルプリンタは記録ヘッド４０が搭載されているキャリッジ２３１がタイミングベルト２３３に装着されている。タイミングベルト２３１はキャリッジモータ２３４の駆動により回転し、キャリッジ２３１がガイドシャフト２３２上を左右に往復運動することで記録媒体Ｓ上に記録を行う。また、紙送りのためには不図示の紙送りモータが記録装置本体に設けられている。
【００４５】
シリアル型の記録ヘッド４０にはブラック、シアン、マゼンダ、イエローのそれぞれに対応したインクを吐出するための記録素子基板２７が設けられている。さらには不図示のメインタンク２０５よりインク供給チューブ２０４ａ〜２０４ｄを介して、サブタンク２０３ａ〜２０３ｄへとインクが供給される。
【００４６】
次に、フルラインタイプのインクジェット記録装置の構成について図９を用いて説明する。一度の搬送動作で記録媒体に対して記録を行うことができるフルラインタイプは、シリアルタイプと比較し、圧倒的な高速記録が可能である。
【００４７】
ブロック４２には、記録ヘッド４０Ｂｋ，４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ及び読取りヘッド４１が設けられている。記録ヘッド４０Ｂｋ，４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃはそれぞれブラック，イエロー，マゼンタ，シアンのインク色に対応した記録ヘッドである。読取りヘッド４１は、ブロック４２には吐出，不吐出の吐出口の番号を検出するためのものである。
【００４８】
キャッピングユニット４３は、スタンバイ時等、非記録時にブロック４２を引き上げることにより、キャッピングユニット４３を記録ヘッド４０Ｃ〜４０Ｂｋに対向させて封止する。また、キャッピングユニット４３は、循環回復時には（不図示の）回復ポンプ、インク供給系より送り込まれ、吐出口から押し出された廃インクの受け皿となる。キャッピングユニット４３に収集された廃インクは廃インクタンク２０６に導かれる。
【００４９】
帯電吸着ベルト４４は、記録ヘッド４０Ｂｋ，４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃの各々に所定間隔を介して対向配設される記録媒体を搬送するためのエンドレスのベルトである。バックプラテン４５は、帯電吸着ベルト４４を介して各記録ヘッドに対向配設されている。給紙カセット４６は普通紙などの記録シート４７が収納され装置本体に着脱自在に装着されている。ピックアップローラ４８は最上面の記録シート４７を１枚だけ送り出して給送するものである。
【００５０】
搬送ローラ４９はピックアップローラ４８より送り出された記録シート４７を搬送路５０へ搬送するためのローラである。搬送ローラ５１は搬送路５０の出口側に配設されている。記録シート４７に記録によって付着したインク液滴は、ヒータ５３およびファン５４からの熱風により乾燥定着させられる。排出ローラ５５は定着の終了した記録シート４７を装置外に排出するためのローラであり、排出された記録シート４７はトレイ５６に順次ストックされる。
【００５１】
次に、以上の構成によるフルラインタイプの記録装置の動作について説明する。
【００５２】
まず、記録動作について説明する。記録開始の操作が行われると、指定されたサイズの記録シート４７がピックアップローラ４８によって給紙カセット４６から送り出される。送り出された記録シート４７は、搬送ローラ４９および５１によって、予め帯電された状態で回転すると共にバックプラテン４５によって平面形状とされている帯電吸着ベルト４４に載せられる。記録シート４７の先端部がヘッド４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｂｋの各々の下部に到着するのに連動して、各記録ヘッドの電気熱変換素子が画像データに応じて駆動される。この駆動により、画像情報に応じたインク液滴が吐出口から記録シート４７の表面に向けて飛翔し、その着弾により記録が行われる。
【００５３】
記録シート４７が吸湿性の悪い場合、表面に付着した液滴が乾燥せず、擦られて記録汚れを生じるので、ヒータ５３およびファン５４によって強制乾燥を行って定着させる。定着の終了した記録シート４７は、排出ローラ５５によってトレイ５６へ排出される。
【００５４】
以上のように、それぞれシアン，マゼンタ，イエロー，ブラックのインクに対応した記録ヘッドにそれぞれのヘッドに応じた記録信号を与えることにより通常のシリアルプリンタよりも高速にカラー画像が形成される。
【００５５】
続いてフルラインタイプの記録ヘッド４０の断面図を図１０に示す。記録ヘッド４０は、所定のインクが貯蔵されるタンク部１０７と、記録素子基板２７と、記録素子基板２７を支持している支持基板１０２と、個別式フィルタ１０５ならびフィルタプレート１０４とを有する。記録素子基板２７は、タンク内インク１０６とタンク部１０７からのインクを吐出する複数のインク吐出口を有する。フルラインタイプの供給４０は、記録素子基板２７がヘッドの長手方向に沿って支持基板１０２上に、複数個千鳥状に配置されることで、記録媒体の幅を１回の紙搬送で記録できるヘッド幅を構成している。
（第２の実施形態）
図１１に本実施形態のインクジェット記録装置のインク供給系の構成図及びインク供給シーケンス図を示す。なお、第１の実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５６】
本実施形態では、連続記録中のサブタンク２０３のアクティブ負圧制御を行うために、廃インクタンク２０６を負圧制御タンクとして用いることを特徴としている。
【００５７】
本実施形態では、廃インクタンク２０６と、サブタンク２０３及びメインタンク２０５とがチューブ６０３を介して接続されている。すなわち、チューブ６０３は、サブタンク２０３とメインタンク２０５とを接続するチューブに接続されている。このチューブ６０３には、弁３０６及び濾過フィルター３０７が設けられている。また、本実施形態では、廃インクタンク２０６とサブタンク２０３とを直接接続するチューブも設けられている。このチューブには弁３０５及びポンプ５０２が配置されている。
【００５８】
また、加圧回復時に発生する廃インクを貯めるための廃インクタンク２０６と、キャップ６０１とは、チューブ６０２により連通している。チューブ６０２にはポンプ５０２が設けられている。
【００５９】
廃インクタンク２０６に貯められたインクは、基本的にリサイクルして再利用される。すなわち、廃インクタンク２０６に貯められたインクは、濾過フィルター３０７により濾過された後、再度、ポンプ５０１によって、サブタンク２０３もしくはメインタンク２０５に充填される。
【００６０】
また、加圧回復時にキャップ６０１に貯留されたインクを廃インクタンク２０６に除去する場合、制御部７０１は、ポンプ５０２を駆動させる。
【００６１】
次に、上述の構成の本実施形態のインクジェット記録装置におけるインク供給系の動作制御について図１１（ｂ）を用いて説明する。
【００６２】
アクティブ負圧制御を行わないでサブタンク液面高さを一定に保ったまま記録を行うとき（図１１（ｂ）中、記録１の状態）は、制御部７０１は、電極４０１〜４０４の出力に応じて弁３０１を開放する。これにより、メインタンク２０５よりサブタンク２０３にインクを充填させる。
【００６３】
連続記録により記録素子基板２７の温度が上昇したときは、制御部７０１は、アクティブ負圧制御を行う。すなわち、記録ヘッド４０にかかる負圧を高くすることでインクの吐出量を抑制する。記録ヘッド４０にかかる負圧を高くするためには、記録ヘッド４０内のインクの液面高さに対してサブタンク２０３内のインクの液面高さを低くする必要がある。そこで、制御部７０１は、サブタンク２０３と廃インクタンク２０６の間のチューブ内にある弁３０５を開放し、ポンプ５０２を駆動させる。これにより、サブタンク２０３内のインクを廃インクタンク２０６へと移動させる。サブタンク２０３内のインクの液面高さは、廃インクタンク２０６へとインクが移動した分だけ下がるので、サブタンク２０３内のインクの液面高さが記録ヘッド４０内のインクの液面高さに対して低くなる（図１１（ｂ）中、記録２の状態）。これにより、記録ヘッド４０にかかる負圧を高くすることができる。
【００６４】
記録素子基板２７の温度が低下したときにも、制御部７０１は、アクティブ負圧制御が行われる。この場合、記録ヘッド４０にかかる負圧を低くすることでインクの吐出量を増加させる必要がある。そこで、制御部７０１は、弁３０６を開放し、弁３０１を閉じ、ポンプ５０１を正転させる。これにより、廃インクタンク２０６内のインクをサブタンク２０３内に移動させる。サブタンク２０３内のインクの液面高さは、廃インクタンク２０６からインクが移動してきた分だけ上昇するので、サブタンク２０３内のインクの液面高さが記録ヘッド４０内のインクの液面高さに対して上昇する（図１１（ｂ）中、記録３の状態）。これにより、記録ヘッド４０にかかる負圧を低く抑えることができる。なお、この動作は、記録中にサブタンク２０３内のインク量が少なくなってきたときにも行われる。
（第３の実施形態）
図１２に本実施形態のインクジェット記録装置のインク供給系の構成図を示す。なお、第１及び第２の実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
第１及び第２の実施形態では、記録ヘッド４０内のインクの液面高さに対してサブタンク２０３のインクの液面高さを上下動させて水頭差を調整することで、記録ヘッド４０にかかる負圧を制御する例を示した。これに対して、本実施形態では、サブタンク２０３の内圧を調整することにより記録ヘッド４０にかかる負圧を制御するものである。
【００６６】
以下に本実施形態のサブタンク２０３の内圧の調整機構の概略について説明する。
【００６７】
本実施形態では、サブタンク２０３内のインクは、可撓性のある素材の可撓性袋８０１内に貯留されている。また、この可撓性袋８０１には、弾性部材８０３が取り付けられている。さらに、弾性部材８０３は、制御部７０１の信号に基づいて駆動される駆動源８０２に接続されている。すなわち、本実施形態は、制御部７０１の信号に基づき駆動源８０２を駆動し、弾性部材８０３を介して可撓性袋８０１を膨張、収縮させることで可撓性袋８０１の内部圧力の制御を行う。具体的には、駆動源８０２が弾性部材８０３を引っ張ることで（図１２中、矢印Ａ方向）、可撓性袋８０１は膨張するので可撓性袋８０１の内部の圧力は低下する。一方、これとは逆に駆動源８０２が弾性部材８０３を押し込むことで（図１２中、矢印Ｂ方向）、可撓性袋８０１は収縮するので可撓性袋８０１の内部の圧力は高くなる。
【００６８】
次に、以上の構成の本実施形態のインク供給系における負圧制御方法について説明する。
【００６９】
連続記録により記録素子基板２７の温度が上昇したときは、制御部７０１は、記録ヘッド４０にかかる負圧を高くすることでインクの吐出量を抑制する。記録ヘッド４０にかかる負圧を高くするためには、可撓性袋８０１の内部の圧力を低くする必要がある。そこで、制御部７０１は、弾性部材８０３を引っ張るように駆動源８０２を駆動する。これにより、可撓性袋８０１が膨張して可撓性袋８０１の内部の圧力が低くなり、記録ヘッド４０にかかる負圧が高くなるのでインクの吐出量を抑制することができる。
【００７０】
一方、これとは逆に、記録素子基板２７の温度が低下したときは、制御部７０１は、記録ヘッド４０にかかる負圧を低くすることでインクの吐出量を増加させる。記録ヘッド４０にかかる負圧を低くするためには、可撓性袋８０１の内部の圧力を高くする必要がある。そこで、制御部７０１は、弾性部材８０３を押し込むように駆動源８０２を駆動する。これにより、可撓性袋８０１が収縮して可撓性袋８０１の内部の圧力が高くなり、記録ヘッド４０にかかる負圧が低くなるのでインクの吐出量を抑制することができる。
【００７１】
なお、基本的なインク供給シーケンスは図１に示すシーケンスと同様である。
（第４の実施形態）
本実施形態では、上述した各実施形態におけるアクティブ負圧制御を用いて、吐出量制御を行うことが可能である点について説明する。
【００７２】
例えば、アクチュエータが圧電素子である場合、吐出量の制御は基本的には振動板１０１４を制御することで行われる。この基本制御に、本発明のアクティブ負圧制御を加えることで多様な吐出量制御が可能となる。
【００７３】
例えば、キャリッジ２３１が左右に移動して記録を行うシリアルタイプの記録装置において、１枚の印刷画像内の一部にベタのブラック画像があるとする。この場合、ベタのブラック画像の部位の記録を行うときに、本発明のアクティブ負圧制御により全体の吐出量を増加させるとキャリッジの左右往復回数を削減できるために、記録速度の高速化につながる。すなわち、ベタ画像部位など精細な画像が要求されない部位を記録するときにおいては、記録速度を優先するために記録ヘッド４０にかかる負圧を低くすることで吐出量を通常時よりも大きくすることができる。
【００７４】
このように、本発明の制御部７０１は、アクチュエータが圧電素子のときだけでなく、発熱素子のときにおいても画像濃度データに応じて吐出量を制御する。
【００７５】
なお、上記各実施形態では、サブタンクとメインタンクを有する構成を例に説明したが、メインタンクのみの構成であっても適用可能である。この場合、インク貯留部であるメインタンクの位置高さを調整したり、メインタンク内のインク量を増減させたり、あるいはメインタンクが可撓性の袋を有する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態のインクジェット記録装置のインク供給系の構成図及びインク供給シーケンス図である。
【図２】連続記録時の記録素子基板の温度と吐出量の関係を示すグラフである。
【図３】サブタンクの負圧と画像濃度の関係を表すグラフである。
【図４】本発明のアクティブ負圧制御時における吐出量の変化を示すグラフである。
【図５】本発明が適用可能な記録素子基板の斜視図である。
【図６】図５に示す記録素子基板の断面図である。
【図７】本発明に適用可能な圧電素子を用いた記録素子基板の１例の断面図である。
【図８】本発明に適用可能なシリアルタイプのインクジェット記録装置の一部模式図である。
【図９】本発明に適用可能なフルラインタイプのインクジェット記録装置の側断面図である。
【図１０】本発明に適用可能なフルラインタイプの記録ヘッドの断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態のインクジェット記録装置のインク供給系の構成図及びインク供給シーケンス図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態のインクジェット記録装置のインク供給系の構成図である。
【図１３】従来のインクジェット記録装置の一例におけるインク供給系の構成図及びインク供給シーケンス図である。
【符号の説明】
【００７７】
２５    吐出口
２９    電気熱変換体
４０    記録ヘッド
２０３    サブタンク
７０１    制御部
【図１】
2010000647.tif 000003
【図２】
2010000647.tif 000004
【図３】
2010000647.tif 000005
【図４】
2010000647.tif 000006
【図５】
2010000647.tif 000007
【図６】
2010000647.tif 000008
【図７】
2010000647.tif 000009
【図８】
2010000647.tif 000010
【図９】
2010000647.tif 000011
【図１０】
2010000647.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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